Oceanos em acidificação estão desgastando a arqueologia subaquática

No primeiro século a.C., a elite de Roma frequentemente se retirava para os resorts de praia de Baia, a 16 quilômetros da atual Nápoles, para se entregar ao hedonismo e a exibições luxuosas de riqueza. Mas, ao longo dos séculos, o terreno onde famílias e imperadores haviam erguido vilas e estátuas inclinou-se, afundou, e foi inundado à medida que a atividade vulcânica e os fluxos subterrâneos de magma alteraram lentamente a topografia. Hoje, locais que antes ficavam à beira-mar, como Baia, estão submersos sob o Mediterrâneo.

Agora, em um estudo publicado na revista Communications Earth and Environment, uma equipe de geólogos e  ecologistas marinhos mostrou que a acidificação dos oceanos está ameaçando a integridade de sítios culturais subaquáticos como Baia.

Utilizando uma combinação de estudos de campo, experimentos laboratoriais e modelagem computacional, os pesquisadores avaliaram como materiais carbonáticos comumente usados na Antiguidade, como mármore e calcário, se dissolvem em diferentes condições de acidez.

Carbonato em gaiolas

Para os testes de campo, Luigi Germinario, cientista do patrimônio da Università Degli Studi di Padova e líder do estudo, mergulhou com membros de sua equipe nas águas rasas de uma baía próxima à ilha vulcânica de Ischia, que fica também a 16 quilômetros de Baia. Ischia oferece um ambiente que facilita testar os efeitos da acidificação oceânica. Aberturas hidrotermais submarinas ao redor da ilha borbulham como água gaseificada recém-servida, liberando um fluxo constante de bolhas de dióxido de carbono, mas – diferentemente da maioria das fontes vulcânicas – com pouco calor ou outros contaminantes. Assim, essas aberturas hidrotermais criam um gradiente de acidez que diminui à medida que aumenta a distância das colunas de bolhas. A equipe de Germinario instalou três painéis em diferentes distâncias das fontes, cada um contendo amostras de mármore, travertino e calcário tanto poroso quanto compacto.

“Há três ou quatro anos eu nem sequer era mergulhador”, disse Germinario, que fez cursos de mergulho especificamente para realizar esses estudos de campo. Ele também contou com a colaboração de dois mergulhadores técnicos que puderam operar as ferramentas elétricas subaquáticas necessárias para instalar e proteger as amostras (evitando a curiosidade de praticantes de snorkel).

Enquanto isso, no laboratório da Università Degli Studi di Padova, a equipe de Germinario submergiu placas de carbonato em águas com níveis de acidez, temperatura e pressão precisamente controlados, mas sem ondas, correntes, crescimento de algas, respingos de areia ou tráfego de turistas que poderiam influenciar o experimento de campo.

Os experimentos de campo são “uma metodologia padrão proveniente das ciências geológicas e da ecológia marinha”, afirmou Colin Breen, arqueólogo da Ulster University que lidera uma série de documentos técnicos para a Organização das Nações Unidas para a Educação, a Ciência e a Cultura (UNESCO) focados em patrimônio cultural marinho, mas que não participou da pesquisa de Germinario.

A equipe  conduziu tanto os testes de campo quanto os de laboratório ao longo de um ano, para poder isolar o efeito da acidez nas influências complexas do ambiente oceânico.

Taxas diferentes para rochas diferentes

Com base nos experimentos de laboratório, a equipe de Germinario constatou que, nas condições pré-industriais e também nas atuais, a erosão e dissolução das amostras eram quase negligenciáveis; as superfícies perdiam um micrômetro ou menos ao longo de um ano. Mas em níveis mais elevados de acidez, o calcário poroso começou a perder mais de 1 milímetro por ano, e até mesmo o mármore – o tipo de rocha mais resistente testado – passou a perder cerca de 1/4 de milímetro no mesmo período.

“Fiquei surpreso com a diferença nas taxas de erosão”, disse Germinario. “Há uma tendência que mostra um aumento exponencial na vulnerabilidade dos materiais à medida que a acidez aumenta.”

Essa vulnerabilidade também é influenciada pelas ondas, correntes e tempestades às quais o material está exposto. Os resultados do trabalho de campo mostram que a geometria também desempenha um papel: a face de um artefato exposta às frentes de ondas e às correntes se dissolve mais rapidamente do que a parte posterior, mais protegida.

Tanto Breen quanto Elena Perez-Alvaro, pesquisadora de patrimônio marinho da Universidade de Auckland, que não está associada ao grupo de Germinario, destacaram a importância de realizar experimentos semelhantes em outros locais do mundo, para examinar como as vulnerabilidades variam entre regiões.

“É excelente ver esse tipo de abordagem científica sendo aplicada, mas é apenas o começo”, disse Breen. “A reprodução desses estudos em diferentes tipos de ambientes será muito interessante de observar.”

John Hughes, cientista do patrimônio da University of the West of Scotland que também não participou da pesquisa de Germinario, acrescentou que, embora os carbonatos sejam materiais extremamente comuns em muitos sítios arqueológicos, as culturas acabam construindo com aquilo que sua geologia local oferece. Por isso, Hughes está interessado em ver o que esses experimentos revelariam sobre outras classes de rochas, como granitos e arenitos, comuns em sítios arqueológicos e históricos em toda a Escócia.

Erosão acelerada

No geral, os resultados ilustram um quadro preocupante para a integridade de muitos sítios culturais subaquáticos.

Quando os autores do estudo combinaram seus resultados experimentais com modelos de acidez oceânica baseados em dados publicados pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC), eles descobriram que, até o final do século, alguns dos cenários mais pessimistas mostram que as taxas de deterioração em sítios subaquáticos podem aumentar de quatro a seis vezes em relação às atuais. Esse ritmo seria suficiente para desgastar os detalhes finos das esculturas de mármore submersas em Baia.

Milhões de sítios culturais no fundo do mar existem ao redor do mundo, incluindo aqueles associados a Patrimônios Mundiais da UNESCO. Este estudo mostra como as mudanças climáticas ameaçam não somente os ecossistemas marinhos, mas também oportunidades únicas de estudar a história humana por meio de assentamentos submersos, naufrágios e artefatos singulares. No artigo, os autores reconhecem a necessidade urgente de políticas de preservação e adaptação.

Identificar soluções viáveis para proteger artefatos subaquáticos da deterioração provocada pelo clima torna-se cada vez mais importante, já que nações insulares e cidades costeiras correm o risco de se tornar rapidamente o tipo de relíquia marinha que o estudo de Germinario investiga, afirmou Perez-Alvaro.

Para Breen, a contribuição mais valiosa do artigo é a capacidade de modelar e projetar mudanças futuras, enquanto grande parte da pesquisa sobre patrimônio se concentra no estado atual da deterioração. Esses resultados podem ajudar autoridades a desenvolver estratégias para proteger sítios culturais submersos contra as forças erosivas da crise climática.